RU1790626C - Powdered charge for thermodiffusive chrome-plating of steel products - Google Patents

Powdered charge for thermodiffusive chrome-plating of steel products

Info

Publication number
RU1790626C
RU1790626C SU914941952A SU4941952A RU1790626C RU 1790626 C RU1790626 C RU 1790626C SU 914941952 A SU914941952 A SU 914941952A SU 4941952 A SU4941952 A SU 4941952A RU 1790626 C RU1790626 C RU 1790626C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chromium
powder
quality
charge
plating
Prior art date
Application number
SU914941952A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Андреевич Барков
Василий Петрович Востриков
Вячеслав Александрович Шляпенков
Геннадий Сергеевич Быковский
Игорь Александрович Волошин
Виктор Давидович Поволоцкий
Original Assignee
Челябинский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский государственный технический университет filed Critical Челябинский государственный технический университет
Priority to SU914941952A priority Critical patent/RU1790626C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1790626C publication Critical patent/RU1790626C/en

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : шихта содержит , мас.%: пылевидные отходы от выплавки хрома 45-74, йодистый аммоний 2-5, порошок алюмини  10-20, оксид алюмини  - остальное. 2 табл.The inventive charge contains, wt.%: Dusty waste from the smelting of chromium 45-74, ammonium iodide 2-5, aluminum powder 10-20, aluminum oxide - the rest. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к химико-термической обработке стальных изделий и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отрасл х промышленности дл  повышени  износостойкости изделий из инструментальных и конструкционных и других сталей.The invention relates to chemical-thermal treatment of steel products and can be used in metallurgy, engineering and other industries to increase the wear resistance of products from tool and structural and other steels.

Известен состав дл  насыщени  поверхностных слоев стальных изделий хромом в порошковой шихте: хром - 50%, А 20з-49% иМН4СМ%.A composition is known for saturating the surface layers of steel products with chromium in a powder mixture: chromium - 50%, A 20z-49% IMN4CM%.

Основными недостатками данной порошковой шихты  вл етс  использование остродефицитного, дорогого металлического порошкового хрома и как следствие этого высока  ее стоимость. Помимо этого, после химико-термической обработки в шихте такого состава имеет место налипание металлических частиц хрома на поверхность изделий, что ухудшает их качество.The main disadvantages of this powder mixture is the use of highly scarce, expensive metal chromium powder and, as a consequence, its high cost. In addition, after chemical-thermal treatment in a mixture of this composition, metal chromium particles adhere to the surface of the products, which impairs their quality.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой  вл етс  порошкова  шихта дл  диффузионного хромировани  стальных изделий 2, котора  содержит, мас.%:The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a powder mixture for diffusion chromium plating of steel products 2, which contains, wt.%:

Порошок меди20-30Copper Powder 20-30

Порошок алюмини  15-17Aluminum powder 15-17

Хлористый аммоний2-3 Оксид хрома Остальное Эта металлооксидна  шихта позвол ет получать на стальных издели х толщиной до 40-60 мкМ диффузионные слое с повышенной коррозионной стойкостью и твердостью .Ammonium Chloride 2-3 Chromium Oxide Else Else This metal oxide charge allows to obtain diffusion layers with increased corrosion resistance and hardness on steel products up to 40-60 µM thick.

Однако использование дефицитной и дорогосто щей порошковой меди, а также стандартного химически чистого порошка оксида хрома снижает экономичность шихты . Кроме того, указанна  шихта приводит к получению покрыти , имеющего значительную пористость и шероховатость поверхности , что снижает качество готовых изделий. Таким образом, основными недостатками прототипа  вл ютс  высока  стоимость шихты и низкое качество получаемого покрыти  на готовых издели х. Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности шихты и повышение качеств хромового покрыти  на готовых издели х за счет снижени  пористости и шероховатости поверхности.However, the use of scarce and expensive copper powder, as well as standard chemically pure chromium oxide powder, reduces the charge efficiency. In addition, this mixture results in a coating having a significant porosity and surface roughness, which reduces the quality of the finished product. Thus, the main disadvantages of the prototype are the high cost of the mixture and the low quality of the resulting coating on the finished product. The aim of the invention is to increase the efficiency of the charge and improve the quality of the chrome coating on finished products by reducing porosity and surface roughness.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известной порошковой шихте дл  термодиффузионного хромировани  стальных This goal is achieved by the fact that in the known powder mixture for thermal diffusion chromium plating of steel

СОWith

СWITH

XIXi

sQsQ

О ОOh Oh

| Yu

ЈЈ

соwith

изделий, включающей хромосодержащий компонент, порошок алюмини , оксид алюмини  и активатор, согласно изобретению, в качестве хромосодержащего компонента шихта содержит пылевидные оксидные отходы от выплавки феррохрома, а в качестве активатора - йодистый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%:articles comprising a chromium-containing component, aluminum powder, aluminum oxide and an activator, according to the invention, as a chromium-containing component, the charge contains pulverized oxide waste from ferrochrome smelting, and as an activator, ammonium iodide in the following ratio, wt.%:

Пылевидные отходы от выплавки хрома : v : 45-74 Йодистый аммоний 2-5 Порошок алюмини  10-20 Оксид алюмини  Остальное Использование в качестве хромосодержащего компонента пылевидных отходов от выплавки хрома или феррохрома, которых в металлургии накоплено огромное количество , а также исключение дефицитной порошковой меди повышает ее экономичность. Извлечение из циклонов газоочистки указанные порошковые компоненты не требуют дополнительных обработок, кроме смешивани  в определенной пропорции и их усреднени . Пыль от выплавки феррохрома содержит необходимый дл  диффузионного хромировани  компонент - оксид хрома (Сг20з), который при нагреве шихты восстанавливаетс  алюминием до металлического хрома по реакции Сг20з+2А1 А 20з+2Сг. Остальные оксиды (А120з, СаО и SiOa), содержащиес  в пылевидных отходах, благодар  высокой дисперсности порошковой шихты при нагреве образуют алюминаты кальци  и кремни - . Образующиёс  алюминаты инертны по отношению к обрабатываемой стальной заготовке , благодар  чему выполн ют роль наполнител , улучшающего газопроницаемость шихты.Dusty waste from chromium smelting: v: 45-74 Ammonium iodide 2-5 Alumina powder 10-20 Alumina Remaining Use as a chromium-containing component of dusty waste from chromium or ferrochrome smelting, which has accumulated a huge amount in metallurgy, as well as the exclusion of deficient copper powder increases its profitability. Extraction from gas purification cyclones of said powder components does not require additional treatments, except for mixing in a certain proportion and their averaging. Dust from ferrochrome smelting contains the component necessary for diffusion chromium plating - chromium oxide (Cr20z), which, when the mixture is heated, is reduced by aluminum to metallic chromium by the reaction Cr20z + 2A1 A 20z + 2Cg. The remaining oxides (A1203, CaO and SiOa) contained in the dusty waste, due to the high dispersion of the powder mixture upon heating, form calcium and silicon aluminates. The resulting aluminates are inert with respect to the steel billet being processed, thereby fulfilling the role of a filler that improves the gas permeability of the charge.

Йодистый аммоний, вводимый в состав шихты в небольшом количестве, вступает в реакцию с восстановленными из оксида хрома - атомами хрома и дает концентрацию его летучих соединений, например по типуAmmonium iodide, introduced into the mixture in a small amount, reacts with chromium atoms reduced from chromium oxide and gives the concentration of its volatile compounds, for example, by type

6NhUI+2Cr 3N2+12H2 + 2Crl3 t При температуре выше 900°С на поверхности легируемой стальной заготовки происходит обратна  химическа  реакци : m Crn - (m-n)Cr+Crm где . В результате на поверхности выдел етс  хром, осуществл ющий диффузионное хромирование заготовки.6NhUI + 2Cr 3N2 + 12H2 + 2Crl3 t At temperatures above 900 ° C, the reverse chemical reaction occurs on the surface of the alloyed steel billet: m Crn - (m-n) Cr + Crm where. As a result, chromium is released on the surface, which diffuses the chromium coating of the workpiece.

Таким образом, йодистый аммоний используетс  как катализатор реакции и способствует быстрой доставке через газовую фазу атомов хрома из глубинных слоев шихты к поверхности заготовки. ПорошковыйThus, ammonium iodide is used as a reaction catalyst and facilitates the rapid delivery of chromium atoms through the gas phase from the deep layers of the charge to the surface of the workpiece. Powder

алюминий выступает в роли восстановител  оксидов хрома во всем объеме шихты, а образующиес  инертные алюминаты кальци  и кремни  используютс  как эффективныйaluminum acts as a reducing agent of chromium oxides in the entire volume of the charge, and the resulting inert calcium and silicon aluminates are used as effective

газопроницаемый наполнитель.gas permeable filler.

Все это значительно снижает пористость и шероховатость поверхности, т.е. повышает качество хромового покрыти  на издели х.All this significantly reduces the porosity and surface roughness, i.e. improves the quality of the chrome coating on products.

Указанную шихту получают механическим смешиванием указанных компонентов .The specified mixture is obtained by mechanical mixing of these components.

Изменение содержани  компонентов шихты оказывает существенное вли ние наThe change in the content of the charge components has a significant effect on

5 толщину, твердость, коррозионную стойкость и качество (пористость, шероховатость хромового покрыти ). В шихте с инертным наполнителем из оксида алюмини  содержание пыли от выплавки ферро0 хрома менее 45% после процесса насыщени  поверхности издели  приводит к резкому уменьшению плотности и толщины диффузионного сло , снижению его кор- розионной стойкости до 6,2 мг/мм ,5 thickness, hardness, corrosion resistance and quality (porosity, roughness of the chrome coating). In a charge with an inert filler made of alumina, the dust content from smelting ferrochrome less than 45% after the saturation of the surface of the product leads to a sharp decrease in the density and thickness of the diffusion layer, reducing its corrosion resistance to 6.2 mg / mm,

5 твердости до 1820 МПа, а толщина сло  до 6-9 мкм.5 hardness up to 1820 MPa, and the layer thickness up to 6-9 microns.

Этому же способствует уменьшение содержани  в шихте катализатора процесса (йодистого аммони ) менее 2% и восстано0 вител  (аммони ) менее 10%. При указанных концентраци х данных компонентов в шихте содержитс  или недостаточное количество оксидов хрома (менее 30%), или образуетс  недостаточное количество летучихThis is also facilitated by a decrease in the content of the process catalyst (ammonium iodide) of less than 2% and the reduction (ammonium) of less than 10%. At the indicated concentrations of these components, the mixture contains either an insufficient amount of chromium oxides (less than 30%), or an insufficient amount of volatile

5 соединений атомов хрома типа Сгз, или значительно снижаетс  восстановительна  способность смеси. Перечисленные признаки вызывают неблагопри тные термодинамические и кинематические услови  дл 5 compounds of chromium atoms of the Cr3 type, or the reduction ability of the mixture is significantly reduced. These signs cause adverse thermodynamic and kinematic conditions for

0 термодиффузионного насыщени , что, в свою очередь приводит к образованию хромированной поверхности изделий, неудовлетворительного качества (больша  пористость).0 thermal diffusion saturation, which, in turn, leads to the formation of a chromed surface of products of unsatisfactory quality (high porosity).

5 в шихте с наполнителем из чистого оксида алюмини  (корундовый порошок) при содержании пыли от выплавки феррохрома более 74% после процесса насыщени  наблюдаетс  снижение качества диффузион0 ного сло . Несмотр  на относительно глубокую диффузионную зону (более 20 мкм), ее твердость, и коррозионна  стойкость значительно снижаетс . Ухудшению качества поверхности способствует и увели5 чение содержани  алюмини  в шихте более 20%. Эти свойства покрыти  обусловлены тем, что чрезмерно высока  восстановительна  способность смеси или больша  концентраци  оксидов хрома в ней приводит к образованию на поверхности издели 5, in a charge with a filler of pure alumina (corundum powder) with a dust content of more than 74% from smelting ferrochrome, after saturation, a decrease in the quality of the diffusion layer is observed. Despite the relatively deep diffusion zone (more than 20 microns), its hardness and corrosion resistance are significantly reduced. A decrease in the quality of the surface is also facilitated by an increase in the aluminum content in the charge of more than 20%. These coating properties are due to the fact that an excessively high reducing ability of the mixture or a high concentration of chromium oxides in it leads to the formation on the surface of the product

хромированной зоны с низкой плотностью, высокой пористостью и шероховатостью.chrome zone with low density, high porosity and roughness.

Увеличение содержани  йодистого аммони  более 5% повышает стоимость шихты и снижает качество покрыти  (уве- личиваетс  его пористость).An increase in the content of ammonium iodide by more than 5% increases the cost of the charge and reduces the quality of the coating (its porosity increases).

Увеличение содержани  порошка алюмини  более 20% повышает стоимость шихты и снижает качество покрыти  за счет легировани  алюминием.An increase in the aluminum powder content of more than 20% increases the cost of the charge and reduces the quality of the coating due to alloying with aluminum.

Согласно за вл емому решению были приготовлены порошковые шихты с различным содержанием компонентов. Гранулометрический и химический состав пылевидных отходов от выплавки ферро- хрома показаны в таблице № 1, Хромированию были подвергнуты образцы из стали ШХ-15. Процесс диффузионного насыщени  поверхности образцов осуществл ли при 1050°С ±15°С в течение 4 часов в кон- тейнерах с плавким затвором. Герметизацию контейнера осуществл ли борным ангидридом с измельченным стеклом, которые в процессе нагрева контейнера образуют плавкий затвор. После выдержки в печи, контейнер извлекали, охлаждали до комнатной температуры и распаковывали, Дл  сравнени  хромированию подвергали аналогичные образцы в порошковой шихте, выполненной согласно прототипу. Данные испытаний сведены в таблицу № 2.According to the claimed solution, powder blends with various component contents were prepared. The granulometric and chemical composition of pulverized wastes from ferrochrome smelting is shown in Table No. 1. Samples from ShKh-15 steel were subjected to chromium plating. The process of diffusion saturation of the surface of the samples was carried out at 1050 ° C ± 15 ° C for 4 hours in containers with a fusible seal. The container was sealed with boric anhydride with ground glass, which form a fuse during heating of the container. After being kept in an oven, the container was removed, cooled to room temperature and unpacked. For comparison, similar samples were subjected to chromium plating in a powder mixture made according to the prototype. The test data are summarized in table No. 2.

Коррозионные испытани  образцов проводились в 10% водном растворе азотной кислоты при температуре 70°С. Скорость коррозии оценивали по потере массы образца на единицу поверхности за час. Взвешивание до и после испытаний проводили на аналитических весах с точностью до 0,001 г.Corrosion testing of the samples was carried out in a 10% aqueous solution of nitric acid at a temperature of 70 ° C. The corrosion rate was estimated by the loss of mass of the sample per unit surface per hour. Weighing before and after the tests was carried out on an analytical balance with an accuracy of 0.001 g.

Твердость диффузионного сло  определ ли на микротвердометре ПМТ-3 а толщину и пористость покрыти  - на металлографическом микроскопе Neohpot2 .. . ; -..; .The hardness of the diffusion layer was determined on a PMT-3 microhardometer, and the thickness and porosity of the coating were determined on a Neohpot2 .. metallographic microscope. ; - ..; .

Шероховатость поверхности хромированных изделий оценивали на профиломет- ре.The surface roughness of chrome-plated products was evaluated using a profilometer.

Как показали испытани  диффузионного сло  хрома на поверхности изделий по некоторым параметрам (толщина сло , прочность и коррозионна  стойкость) он не уступает прототипу, а по качеству поверхности (пористость и шероховатость) превосходит его..As shown by tests of the diffusion layer of chromium on the surface of products in some parameters (layer thickness, strength and corrosion resistance) it is not inferior to the prototype, but surpasses it in surface quality (porosity and roughness).

Предлагаема  порошкова  шихта по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: повышенную экономичность и улучшение качества путем снижени  пористости и шероховатости поверхности.The proposed powder charge in comparison with the prototype has the following advantages: increased efficiency and improved quality by reducing porosity and surface roughness.

Claims (1)

Формула изобретени  Порошкова  шихта дл  термодиффузионного хромировани  стальных изделий, включающа  хромосодержащий компонент , порошок алюмини  и активатор, отличающа с  тем, что, с целью повышени  ее экономичности и повышени  качества хромового покрыти  за счет снижени  пористости и шероховатости поверхности, шихта дополнительно содержит оксид алюмини , в качестве хромосодержащего комSUMMARY OF THE INVENTION A powder mixture for thermodiffusive chromium plating of steel products, including a chromium component, aluminum powder and an activator, characterized in that, in order to increase its economy and improve the quality of the chromium coating by reducing porosity and surface roughness, the mixture further comprises aluminum oxide, in quality chromium com понента - пылевидные отходы от выплавки хрома, а в качестве активатора - йодистый аммоний при следующем соотношении компонентов , мас.%:Ponent - pulverized waste from chromium smelting, and as an activator - ammonium iodide in the following ratio of components, wt.%: Пылевидные отходы от выплавки хрома 45-74 Йодистый аммоний 2-5 Порошок алюмини  10-20 Оксид алюмини  ОстальноеDusty waste from chromium smelting 45-74 Ammonium iodide 2-5 Alumina powder 10-20 Alumina 4545 Гранулометрический и химический состав пылевидных и порошковых отходов производстваGranulometric and chemical composition of pulverized and powdery waste products Таблица 1Table 1 ТэблицаЗTable 3
SU914941952A 1991-03-21 1991-03-21 Powdered charge for thermodiffusive chrome-plating of steel products RU1790626C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914941952A RU1790626C (en) 1991-03-21 1991-03-21 Powdered charge for thermodiffusive chrome-plating of steel products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914941952A RU1790626C (en) 1991-03-21 1991-03-21 Powdered charge for thermodiffusive chrome-plating of steel products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1790626C true RU1790626C (en) 1993-01-23

Family

ID=21577507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914941952A RU1790626C (en) 1991-03-21 1991-03-21 Powdered charge for thermodiffusive chrome-plating of steel products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1790626C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1482977, кл. С 23 С 10/52, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2966191A1 (en) Powder mixture composition for thermodiffusion galvanization of articles made from aluminium alloys, and method for thermodiffusion galvanization of articles made from aluminium alloys
CN112126892B (en) Multi-element alloy co-permeation agent for improving wear resistance of steel and application thereof
US5279649A (en) Coating composition and method of forming
RU1790626C (en) Powdered charge for thermodiffusive chrome-plating of steel products
Firuzi Effect of neodymium and erbium on the kinetics oxidation of Zn0. 5Al zinc alloy, in solid state
Sharipov et al. The Influence of Thallium Additives on the Kinetics of Oxidation of the Zn22Al alloy
Chen et al. Oxidation of molten AZ91D Mg alloy in hexafluoropropylene/air atmospheres
SU1518408A1 (en) Pulverulent composition for diffusion chrome-plating of steel articles
SU1065499A1 (en) Pulverulent composition for chromatizing steel products
SU1528810A1 (en) Coating composition
SU1601195A1 (en) Composition for borating steel articles
SU1164314A1 (en) Powder-like composition for borating carbon steel articles
RU2001161C1 (en) Powdered batch mixture for chromium coating of steel articles
SU1014981A1 (en) Pulverulent composition for chromium casehardening
SU943321A1 (en) Composition for diffusion boronizing of metal products
SU1196414A1 (en) Powder-like composition for diffusion chromium-plating of steel articles
SU1523594A1 (en) Powder composition for complex diffusion saturation of steel articles
SU1664872A1 (en) Compound for nitrooxidation and alphatization
WO1998018978A1 (en) Method and composition for diffusion alloying of ferrous materials
SU1539235A1 (en) Powder composition for chrome- and titanium-plating of steel articles
SU1622423A1 (en) Composition titanium-coating of steel and cast-iron articles
Xu et al. Sulphidation behaviour of FeAl intermetallics in an atmosphere containing low concentration of H2S
RU2626369C1 (en) Composition for chrom and vanadium treatment of carbon steel tool
SU953002A1 (en) Composition for liquid boronizing of products from ferrous metals and alloys
SU1482977A1 (en) Composition for diffusion chrome-plating of steel articles